一种储层原位电加热的温度分布计算方法、系统、设备及介质

本发明属于油气田开发，特别是涉及一种储层原位电加热的温度分布计算方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、储层原位电加热是将加热器放置于井下，仪器激发的电流通入地层，使得地层岩石吸收能量而升温。通常富有机质但成熟度低是被加热地层的特点，有机质在吸收能量而升温的过程中，其发生热解反应，生成易开采的油和气。当前对于原位电加热的研究中，并没有考虑到粘滞性表皮对于温度分布的影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种储层原位电加热的温度分布计算方法、系统、设备及介质，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种储层原位电加热的温度分布计算方法，包括：

3、构建近井地带地层的物理地层模型；

4、基于所述物理地层模型，结合能量守恒定律构建地层中热传导和热对流现象的数学物理方程；

5、计算油相在所述物理地层模型中的油相流动速度数据；

6、计算原位电加热在所述物理地层模型中产生的内热源强度分布数据；

7、将所述油相流动速度数据和所述内热源强度分布数据代入所述数学物理方程中，并通过积分求解获取地层的温度分布数据。

8、可选的，构建近井地带地层的物理地层模型，具体包括：

9、确定模型构建参数，所述模型构建参数包括近井地带地层的几何尺寸、边界条件和地层材料物理性质；

10、基于确定的模型构建参数构建所述物理地层模型。

11、可选的，基于所述物理地层模型，结合能量守恒定律构建地层中热传导和热对流现象的数学物理方程，具体计算公式为：

12、

13、式中，ρ表示地层岩石密度，c表示地层岩石比热容，t表示地层被加热时间t后的温度，ρo表示油密度，co表示油比热容，表示油相速度，k表示热导率，q表示地层的内热源强度，物理意义为单位体积内单位时间内所吸收的热量。

14、可选的，计算油相在所述物理地层模型中的油相流动速度数据，具体包括：

15、

16、式中，表示油相速度，p(r)表示径向上的压力分布，pw表示井筒处的压力，uo表示达西流速。

17、可选的，计算原位电加热在所述物理地层模型中产生的内热源强度分布数据，具体包括：

18、确定所述物理地层模型中在径向上、横截面上和纵截面上的电导率分布数据及电势分布数据；

19、基于所述电导率分布数据及所述电势分布数据计算物理地层模型中在径向上、横截面上和纵截面上产生的能量分布数据；

20、对计算的能量分布数据进行面积分和体积分，得到物理地层模型中在空间中的内热源强度分布数据。

21、一种储层原位电加热的温度分布计算系统，包括：

22、模型构建模块，用于构建近井地带地层的物理地层模型；基于所述物理地层模型，结合能量守恒定律构建地层中热传导和热对流现象的数学物理方程；

23、参数计算模块，用于计算油相在所述物理地层模型中的油相流动速度数据；计算原位电加热在所述物理地层模型中产生的内热源强度分布数据；

24、温度分布计算模块，用于将所述油相流动速度数据和所述内热源强度分布数据代入所述数学物理方程中，并通过积分求解获取地层的温度分布数据。

25、一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行所述的一种储层原位电加热的温度分布计算方法。

26、一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种储层原位电加热的温度分布计算方法。

27、本发明的技术效果为：

28、本发明提供的温度分布计算方法在原位电加热过程中，考虑地层的热传导和热对流现象，使得温度分布的计算更加全面和准确，能够更真实地反映地层中的热传递过程，并以能量守恒定律为基础，建立了对流—热传导方程，本发明严格遵循物理学原理，确保了计算结果的合理性和科学性，同时结合粘滞性表皮(visco-skin)对温度分布的影响，推导公式计算温度分布和变化，提高了温度分布计算的精度和可靠性，还为能源开发和地质勘探提供了重要参考和支持。

技术特征：

1.一种储层原位电加热的温度分布计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种储层原位电加热的温度分布计算方法，其特征在于，构建近井地带地层的物理地层模型，具体包括：

3.根据权利要求1所述的一种储层原位电加热的温度分布计算方法，其特征在于，基于所述物理地层模型，结合能量守恒定律构建地层中热传导和热对流现象的数学物理方程，具体计算公式为：

4.根据权利要求1所述的一种储层原位电加热的温度分布计算方法，其特征在于，计算油相在所述物理地层模型中的油相流动速度数据，具体包括：

5.根据权利要求1所述的一种储层原位电加热的温度分布计算方法，其特征在于，计算原位电加热在所述物理地层模型中产生的内热源强度分布数据，具体包括：

6.一种储层原位电加热的温度分布计算系统，其特征在于，包括：

7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据权利要求1-5中任一项所述的一种储层原位电加热的温度分布计算方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的一种储层原位电加热的温度分布计算方法。

技术总结本发明属于油气田开发技术领域，并公开了一种储层原位电加热的温度分布计算方法、系统、设备及介质，包括：构建近井地带地层的物理地层模型；基于所述物理地层模型，结合能量守恒定律构建地层中热传导和热对流现象的数学物理方程；计算油相在所述物理地层模型中的油相流动速度数据；计算原位电加热在所述物理地层模型中产生的内热源强度分布数据；将所述油相流动速度数据和所述内热源强度分布数据代入所述数学物理方程中，并通过积分求解获取地层的温度分布数据。本发明所述技术方案能够提高温度分布计算的精度和可靠性。技术研发人员：贾将,邱金满,万天豪,程超,赵军,巫振观受保护的技术使用者：西南石油大学技术研发日：技术公布日：2025/1/6